鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題研究

崔黎陽

摘 要：近年來，我國經濟得到突飛猛進的發展，鍋爐已經被廣泛應用到各個行業領域中，工業生產中所用的符合國家標準的蒸汽一般都是利用鍋爐充分燃燒燃料形成的。在實際工業生產中，人們忽視了鍋爐使用中存在的安全隱患，一旦有裂紋問題出現在鍋爐壓力容器壓力管道中，不但會對設備的安全性造成威脅，而且還會影響到鍋爐的制作質量。因此，在工業生產中，相關單位要重點檢驗鍋爐壓力容器壓力管道，及時修理存在的裂紋，并注重日常維護和保養，從而有效提升鍋爐壓力容器工作的效率與安全性。

關鍵詞：鍋爐壓力容器；壓力管道；裂紋問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.003

近年來，隨著我國生產水平的不斷提升，鍋爐行業發展迅速。受工業改革的影響，我國已經能夠獨立生產鍋爐壓力容器，鍋爐在經濟發展中發揮著至關重要的作用，生產上的基本需求還要通過鍋爐的不斷運作來滿足。在壓力容器管道中最常見的問題是裂紋。為了防止安全隱患在生產過程中出現，需要對壓力管道全面檢查，對鍋爐壓力容器加強管理，及時處理管道中產生的裂紋。

1 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的方法和內容

（1）壓力容器的內部和外部檢查。想要檢驗容器的外部，必須全面清潔容器的內部。其中壓力管道檢驗包括多個方面，一方面是否有裂紋存在于封頭、焊縫過渡區等關鍵部位，另一方面是否有腐蝕磨損情況出現在鍋爐壓力容器的內外表面，再一方面是否老舊裂紋在容器表面擴張延伸。針對上述內容，在檢查時不但可以通過肉眼放大鏡來發現，而且還可以利用超聲波或射線探傷來排查問題；所檢查容器具有較小內壁厚度時，需要對容器進行多次核對，主要原因在于容器建造相對復雜，一旦有問題出現，在修理時需要采取降壓措施。

（2）對壓力容器的要點進行檢查。要想使壓力容器的質量得到保障，需要嚴格檢查容器內外部，并進行耐壓試驗。耐壓測試的主要目的是檢查焊縫情況。在經過詳細檢查以后，若未發現腐蝕、易燃以及壓力低的問題，無損探傷測試可以取消。

2 鍋爐壓力容器壓力管道中常見裂紋分析

（1）疲勞裂紋的產生。在定期檢查鍋爐過程中，疲勞裂紋屬于比較常見的裂縫，這種裂紋一般分為兩種，一種是腐蝕疲勞裂紋，另一種是機械疲勞裂紋。一般來說，腐蝕性裂紋會因為疲勞裂紋的出現而產生，但這兩種裂紋具有相同的性質，都是因介質帶來的壓力使鍋爐在使用過程中形成裂縫。在鍋爐表面應變較為集中的位置會出現大范圍的機械疲勞裂紋，細小的裂紋會在長期使用過程中向里延伸，主要呈現為隧道方式。較長的穩定期會在裂紋延伸過程中出現，隨后裂紋的擴張會隨著壓力的增大而加速擴張。震動產生的應力和介質壓力直接影響著腐蝕疲勞裂紋的產生，裂紋痕跡會因為壓力管道使用時間的延長而越來越多，裂縫寬度也會逐漸增大。當腐蝕物填滿裂紋縫隙以后，會對這些裂縫造成一定的腐蝕破壞。疲勞性裂紋需要較長的發展時間，大部分集中在應力部分，這些裂縫在初期具有隱蔽性，緩慢的發展速度使工作人員不易察覺，但在長時間使用以后，會出現快速擴張趨勢。

（2）蠕變裂紋的產生。壓力管道受到損傷以后，在應力和溫度的共同作用下經過長時間演變最終形成蠕變裂紋。彎道上軸曲周邊是蠕變裂紋主要分布區域，一般來說，會有平行裂紋分布在裂紋帶主紋兩側。集裝箱、管道等具有較大應力的地方是裂紋形成的主要區域。這種蠕動呈現出不確定的變化數量，裂縫連接沒有任何規律，而且出現的形式大多以空洞狀和米粒狀為主。

（3）應力腐蝕裂紋的產生。腐蝕現象會因壓力容器的長期使用而出現，濃度較大的堿水是導致這種現象產生的主要原因。這種腐蝕性會造成電位差經常出現在金屬晶體和晶間，并且會使陰陽兩級的電位在晶粒與晶間形成，進而使二者的微電流得到激發，鍋爐壓力容器金屬內部會因微電流的腐蝕而產生大量裂紋。應力的腐蝕會產生大量裂紋，該裂紋主要由兩種結構組成，一種是主裂紋，另一種是次裂紋，裂紋延伸的方式是由里向外進行，所謂的主裂紋是指穿過晶粒的裂紋，所謂的次裂紋是指順著晶體發展的帶狀式裂紋。應力腐蝕性裂紋在顯微鏡下呈現出的形狀為“之”字形。

（4）熱疲勞裂紋的產生。在工業生產中，無法避免壓力管道產生熱疲勞裂紋，一般在鍋爐制造過程中比較容易產生這種裂紋。所謂的壓力容器，大部分是卷曲焊接特殊定制的金屬板形成的，在卷曲過程中受高溫影響造成細微裂縫大量出現，因此又被稱為焊接熱裂紋。在壓力管道上產生的這種裂紋，主要是拉伸金屬時使其達到極限強度，同時應力反復作用在金屬上所形成的。熱疲勞裂紋經常出現在噴水減溫設備、壓力表接口處、排氣管管座等區域。

3 預防鍋爐壓力容器壓力管道裂紋產生的措施

（1）對壓力管道制作加強管理。一是在制作鍋爐壓力容器過程中，需要認真審核和檢查每一個細節，出廠前反復核對鍋爐質量，使裂紋問題的產生得到最大程度減少；在生產鍋爐壓力容器時，要嚴格執行工藝流程，不斷提升技術水平，防止有意外、失誤等情況出現；在生產以前，技術人員需要認真審核工藝圖紙，確保按照要求設計工藝圖紙。二是技術人員要對制作材料進行嚴格把關，及時修改或更換不符合操作要求的材料，不斷提高鍋爐壓力容器質量；三是在減少裂紋產生的前提下，嚴格檢查生產工序，認真控制鍋爐質量，防止裂紋因單個環節的錯誤而出現。

（2）對容器質量檢驗體系不斷完善。鍋爐壓力容器作為高危設備，極易產生裂紋，而裂紋的出現又會直接威脅到容器的使用安全性。所以，工作人員需要不斷完善容器質量檢驗體系，對制作流程和生產程序加強監督，全面檢驗原材料的質量，另外通過相應管理制度的制定使質量檢驗效率得到提升，避免有疏漏情況出現在檢驗過程中。

4 結束語

總之，在我們現代生活中，鍋爐發揮著越來越重要的作用。但一旦有裂紋出現在壓力容器壓力管道中，就會造成鍋爐爆炸等安全事故的出現。鍋爐管理單位需要及時檢測和維護鍋爐裂紋，通過有效預防措施對鍋爐質量加強控制，從而使問題從根本上得到避免。

參考文獻：

[1]謝柳浩.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題[J].科技創新與應用，2014（23）.endprint